新湖盆地地層信息獲取技術研究

楊義剛，李 鵬

(1.江西財經職業學院，江西九江332000;2.九江學院電子工程學院，江西九江332000)

1 盆地概況

新湖盆地位于第四系生物氣一級生氣范圍內，氣源條件十分優越;以往資料證實成氣地層尚處于早期成巖階段，具有壓實程度低、結構疏松、含水高、有機質成熟度低、原生孔隙發育、地層溫度偏低等特點。有機質類型以Ⅲ型和Ⅱ型為主，仍處于未成熟的生化甲烷產氣階段。由于沉積速率高，沉積有機質相對分散，有機質豐度相對較低。一般有機碳含量0.10℅～0.70%，平均0.35%左右。雖然有機質豐度偏低，但沉積厚度大，有效地彌補了該區烴源巖的不足。該區域地層資料的準確獲取有利于能源開發順利開展。

2 高精度二維信息獲取技術設計

在保證資料信噪比和不影響地震波低頻特征的前提下，提高勘探主頻為原則，引用高精度勘探采集技術，借鑒其他探區的成功經驗，從以下3個技術層面入手，以拓寬有效信號頻帶，提高資料信噪比和分辨率。

2.1 基于目標地質體的觀測系統設計

在新湖地區針對第四系、第三系含氣目地層和巖性體開展考慮疊前偏移的觀測系統設計，并開展基于AVO分析的有效排列長度選擇的研究，優化觀測系統參數。

2.1.1 道距選擇

本工區目的層在2 000 m左右，采用較小道距有利于提高空間采樣率和目的層的有效覆蓋次數，結合以往施工試驗資料的分析，20 m道距可以滿足本區地震勘探需求。根據對不同道距單炮資料進行FK譜分析，從分析結果看，該區采用20 m以下道距，不會產生假頻現象，能夠很好保護有效反射信號(見圖1)。

圖1 不同道距單炮FK譜分析Fig.1 Spectral analysis of single shot FK of different distance

2.1.2 最大炮檢距的選擇

最大炮檢距的選擇考慮以下因素:主要目的層最大埋深，動校拉伸不宜超過12.5%，速度分析的精度誤差不宜大于6%，確保轉換波反射波反射能量穩定;利用實際資料分析遠偏移距資料對成像的貢獻程度，滿足AVO分析要求的最大排列長度等。新湖地區天然氣勘探的主要目的層位于第四系，地下地層相對較平緩，其第四系底界面埋深約為2 000 m，而東鄉—馬嶺地區位于新湖凹陷的中央，地下地層相對較深，第四系底界面埋深約為2 700 m。

表1 排列長度分析統計表Tab.1 The statistical analysis of array length

根據模型論證，要確保取得完整的第四系信息，最大炮檢距應選擇在3 500 m左右。從資料較好地區的共炮點道集上看，中深層資料的成像還是需要大炮檢距提供的遠道的反射信息，因此，較長的縱向炮檢距能夠幫助資料成像效果;從不同的限偏移距剖面上可以看出，較大炮檢距對第三系地層的成像效果較為明顯，為確保取得較好的中深層的地震資料，最大炮檢距應選擇在3 000 m以上。從CDP道集資料上分析有效反射層位的反射波振幅的變化情況，要求有足夠大的炮檢距(入射角)。從該區典型的CDP道集和角道集分析來看(見圖2)，采用最大炮檢距3 600 m，2 500 m以上地層的有效反射入射角達到45°以上，可以滿足進行AVO分析的要求。綜合分析可知，最大炮檢選擇在3 600 m，即可滿足第四系主要反射目的層和上第三系地層的勘探要求。

2.1.3 覆蓋次數的選擇

覆蓋次數的選擇要有助于提高資料的整體信噪比，保證淺層及構造主體部位的有效覆蓋次數，可增加深層的反射能量，從而提高資料的信噪比，確保成像效果。結合以往施工方法，本次勘探覆蓋次數選取在90次，可以確保主要目的層的有效覆蓋次數在40次左右。

2.2 高精度表層調查和靜校正設計

2.2.1 高精度表層調查

本地區地表類型多樣，表層結構復雜，準確解剖該區表層結構，弄清結晶鹽層、膠泥層以及潛水面的分布規律，提高表層模型的準確性至關重要。表層巖性調查和結構調查應同時進行:表層巖性調查控制點確保1個/1 km，繪制詳細的表層巖性剖面，結合試驗工作選取最佳激發巖性;表層結構調查主要采用小折射和微測井兩種技術手段，控制點密度原則上個/500 m，測線端點及交點處須有控制點。在結構相對簡單區域，主要采用小折射，小折射不能滿足時，采用微測井;表層結構復雜及沼澤地區采用微測井進行調查。在淺層存在速度反轉地區，小折射采用48道折射儀，增加淺層控制點密度，詳細刻畫低降速帶的速度和厚度變化情況，建立精細的表層結構模型。

2.2.2 靜校正

根據該區表層的特點，綜合多信息進行建模，開展多種靜校正量的對比工作(高程校正、模型校正、初至折射校正以及層析反演)，選擇適合該區最佳的靜校正方法，利用表層調查結果建立初始表層模型，特別是建立起比較準確的近地表速度模型，加強對含氣區的大炮初至識別及拾取方法研究，為利用大炮初至反演近地表模型提供重要的原始數據。綜合建模技術，建立比較準確的近地表模型，解決靜校正問題，采用“偽三維”技術，解決全區靜校正閉合問題。

2.3 針對性的激發接收技術設計

2.3.1 針對性的激發技術

圖2 CDP道集和角道集Fig.2 CDP gathers and angle gather

在激發上高分辨率勘探利用小藥量、大井深、小組合，力求激發較高頻率的地震波;在新湖地區的高分辨率勘探中，通過系統的試驗總結出了一套適合該區地下地層信息特征的激發方式和方法。針對新湖地區第四系表層含氣的特點，本次施工的激發應結合表層結構情況進行試驗，試驗中應充分考慮以下幾個原則，確保有足夠的下傳能量;激發組合應結合接收組合聯合壓噪，有利于壓制隨機噪音和干擾;激發方式要有利于取好異常區的低頻信息。

2.3.2 針對性的接收技術

要取得較高分辨率的地震資料，按照國內其他地區的做法則通常選用高頻檢波器，但通過對該區以往資料的分析來看，在含氣區域勘探頻率很低，而且地震波的低頻信息是該區檢測天然氣的重要依據，在以往高分辨率勘探中進行了大量試驗進行檢波器的選型。通過對幾種不同型號檢波器所獲原始記錄、反褶積記錄的頻譜進行分析，結合含氣區地層響應頻率低、高頻信息衰減嚴重的特點，為進一步拓寬含氣區資料的頻帶寬度，保護低頻有效信息，在檢波器型號選擇上應重點考慮自然頻率較低的檢波器。根據該地區主要含氣層的頻率特征，其含氣和異常區域的主頻在10～15 Hz，為確保本次勘探能夠充分保護有效的低頻信息，結合幾種不同自然頻率的檢波器幅頻特征曲線和對以往試驗資料的分析，綜合考慮采用自然頻率10 Hz的模擬檢波器組合接收可滿足勘探要求。

圖3 不同組合基距激發效果對比Fig.3 Comparison of different combinations of substrate distance excitation effect

根據組合壓制原理，檢波器組合基距應大于干擾波波長而小于有效波波長。根據高分辨率地層的要求，目的層主頻要達到35Hz要求保護的最大頻率為50 Hz，而受該區淺層含氣的影響，有效反射的視速度較低，所計算出的檢波器組合基距要小于有效信號波長不宜超過40 m。因此，野外線性干擾主要通過室內處理進行壓制，檢波組合主要以壓制低頻面波和隨機干擾為主。從該區以往炮檢聯合壓噪的效果來看，大基距的組合壓噪效果明顯好于小基距的壓噪效果，但取的資料的頻帶要窄，使得一些高頻有效信息缺失(見圖3)。

2.3.3 采樣間隔、采樣時間的選擇

根據采樣定理，為保證對高頻信號A/D轉化后，高頻信息的可恢復性，應采用較小的采樣間隔，采樣間隔2 ms可保證250 Hz以內頻率不會產生假頻，完全滿足勘探所要求獲得的頻率，綜合以上分析，采樣間隔確定為2 ms。該區主要勘探目的查找第四系天然氣，其最深目的層(T0)反射時間為2.5 s，考慮能夠完整采集上第三系地震資料，適當的記錄長度為6 s。

3 總結

在多氣未成巖的第四系底層開采石油天然氣，進行針對性的底層采集信息設計，選擇合適的采集方法，激發方法、校正技術及后期處理技術，有利于提高資料的分辨率，為了解真實的地層構造提供可靠依據。